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Thermo Fisher Scientific (China) Co., Ltd
Entdecken Sie die Erde - das Geheimnis der Isotope Fingerabdrücke
Datum:2025-12-19Lesen Sie:0
Isotoptechnologie
Die Isotopentechnologie ist ein „Detektivwerkzeug“ in der geochemischen Forschung, das die Geheimnisse der Evolution der Erde und sogar des Sonnensystems aufdeckt, indem es kleine Unterschiede in der Isotopenbesetzung der Elemente verfolgt.
Symer verfügt über eine komplette Reihe von Isotopen-Massenspektrometrie-Instrumenten, die die Isotope fast aller Elemente in der Periodischen Tabelle bestimmen können.
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Wie in der obigen Tabelle gezeigt, können die Isotope dieser Elemente mit roten Punkten mit dem MC-ICPMS-Massenspektrum (Neoma) und dem TIMS-Massenspektrum (Triton-Serie) bestimmt werden. Isotope dieser nicht metallischen Elemente mit gelben Punkten, die mit G-IRMS-Massenspektrum (Delta Q, 253 Plus) bestimmt werden können; Der grüne Punkt repräsentiert ein inertes Gaselement, dessen Isotope mit dem Inertgasmassenspektrometer (Helix MC) bestimmt werden können.
Schauen wir uns mal an, wie Isotope die Erde entschlüsseln.
Lösen Sie das Rätsel des Alters der Erde: Die ultimative Uhr
Wie alt ist die Erde?
Frühere Schätzungen (z. B. auf der Grundlage der Salzgehalte des Meerwassers und der Kühlrate der Erde) waren sehr ungenau.
und nutzenIsotope-Uran-Blei-DatierungVor allem Zirkonminerale können das Alter der Erde kennen.
Zirkon bildet sich im Magma und ist extrem fest und langlebig und widersteht späteren geologischen Veränderungen. Es sperrt das Uranelement im Kristallgitter, während es kristallisiert wird, während Blei ausgeschlossen wird. Daher wird alle Blei, die wir in Zirkon messen, durch den radioaktiven Zerfall von Uran erzeugt.
Uran hat zwei Isotope (U-238 und U-235) und zerfällt in zwei Blei-Isotope (Pb-206 und Pb-207). Es ist wie zwei unabhängige Uhren, die sich gegenseitig verifizieren können und die Ergebnisse zuverlässiger sind.
Wissenschaftler haben den ältesten Zirkonkristall der Erde auf dem Jack Mountain in Australien gefunden, der durch Uran-Blei-Datierung auf 4,4 Milliarden Jahre alt ist. Dies zeigt uns, dass die Kontinentalkruste kurz nach der Entstehung der Erde (etwa 160 Millionen Jahre später) begonnen hat, sich zu bilden. Die derzeit gemessenen Meteoriten auf der Erde sind etwa 4,53 bis 4,57 Milliarden Jahre alt, was dem geschätzten Alter der Erde selbst (etwa 4,55 Milliarden Jahre) sehr nahe liegt.
Instrumenteinführung:
Das Multi-Empfangs-Induktiv-Koppelt-Plasma-Massenspektrometer (MC-ICPMS) kann bis zu 40 Elemente in der Periodischen Tabelle (Sr, Nd, Pb, Hf, U, Li, B, Mg, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn usw.) testen und kann Isotope-Datierungssysteme wie U-Pb, Rb-Sr, Re-Os, Sm-Nd usw. durchführen.
Seimer hat im November 2020 den Neoma MC-ICPMS der zweiten Generation weltweit vorgestellt. Zusätzlich zu den oben genannten Vorteilen des MC-ICPMS der Neptune-Serie wurde die Instrumentleistung auf der Grundlage von Neptune durch eine innovative ICP-Ionenquelle, eine erweiterte Detektorplattform, einen neuen Kollisionsreaktionspool mit Massenscreenfunktion, ein neues Schaltungsdesign, eine fortschrittliche Qtegra-Softwarebedienungsplattform sowie eine Reihe von Hardware- und Softwareverbesserungen weiter verbessert.
Neoma MC-ICPMS
Rückverfolgen Sie die Ursprünge des Lebens: Der "Fingerabdruck" des großen Oxidationsereignisses
Die frühe Atmosphäre der Erde war sauerstoffmangel, also wann begann Sauerstoff in großen Mengen zu erscheinen?
Es gibt einen wichtigen geologischen Beweis für die Entstehungszeit von Sauerstoff:Schwefelisotope.
In der Regel ist die Fraktionierung von Isotopen mit ihrer schlechten Masse verbunden (Massenfraktilisation). Unter UV-Wirkung tritt jedoch ein "nicht-massenhafter Fraktionierungseffekt" auf, der nur in einer sauerstofffreien Atmosphäre auftreten kann.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass dieses ungewöhnliche Schwefelisotop-Signal plötzlich in alten Felsen vor etwa 2,4 Milliarden Jahren verschwand, was zu einem entscheidenden Beweis für das "große Oxidationsereignis" wurde: Als Blaualgenbakterien durch die Photosynthese große Mengen an Sauerstoff erzeugten, veränderten sie die Chemie der Atmosphäre und verhinderten das Auftreten einer nicht massenhaften Fraktionierung.
Wenn wir den Anteil des alten Sauerstoffs direkt messen, ist dies fast unmöglich, und die Zusammensetzung der damaligen Atmosphäre durch das Verschwinden eines damit verbundenen, erhaltenen „ungewöhnlichen“ Isotopsignals ist ein Beweis für die Lösung des Rätsels.
Instrumenteinführung:
Symer Fly verfügt über zwei klassische Gasstabile Isotope-Massenspektrometer. Einer ist der klassische 253 Plus und der andere ist das neueste Modell Delta Q. Beide Gasmassenspektrometer analysieren hauptsächlich stabile Isotope der fünf Elemente C, N, H, O und S.
253 Plus IRMS ist mit einer Spannung von 10 KV und einem großen Magnetfeldabweichungsradius ausgestattet und eignet sich für die geologische, ozeanische und paläoklimatische Forschung; Delta Q IRMS ist mit einer Beschleunigungsspannung von 3 KV und einem kleinen Magnetfeldabweichungsradius ausgestattet und eignet sich für Forschung in den Bereichen Lebensmittel, Umwelt und Ökologie.
Darüber hinaus können die beiden Geräte in Verbindung mit verschiedenen Peripheriegeräten wie EA (Elementaranalysator), GC (Gaschromatometer), LC (Flüssigchromatometer) und GB (Online-Gasausgleichgerät) verwendet werden, um verschiedene Probentypen zu testen, einschließlich Monomer-Isotopen für Feststoffe, Gase und flüchtige organische Stoffe.
253 Plus IRMS
Delta Q IRMS
Wiederherstellung des alten Klimas: Thermometer versteckt in Steinen
Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie wir die Temperatur der Meere in alten Zeiten kennen konnten?
In der Geochemie gibt es eine wichtige Methode:Antike Sauerstoffisotope Thermometer.
Bei der Bildung von Kalziumcarbonatschalen von alten Meereslebewesen (z. B. Poren) erfassten sie Sauerstoffisotopeninformationen im Unterwasser. 16O ist leichter als 18O und kann beim Verdampfen leichter in Wasserdampf gelangen. Wenn das Klima kälter wird, erweitert sich die Eisschicht und große Mengen an 16O werden in der Eisschicht gesperrt, was zu einer relativen Anreicherung von 18O im Meerwasser führt. Gleichzeitig absorbieren Organismen, die Muscheln in kaltem Wasser bilden, mehr 18O in ihren Kalziumcarbonatknochen. Durch die Messung des 18O/16O-Verhältnisses von Poren-Fossilien in Tiefseebohrersteinen können Wissenschaftler genaue Eiszeit-Zwischeneiszeit-Klimarückgänge der letzten Millionen von Jahren rekonstruieren, wie wenn sie ein Temperaturtagebuch der Erde lesen würden.
Instrumenteinführung:
Das stabile Isotopenspektrometer 253 Plus von SymerFly in Kombination mit der hochpräzisen Carbonatanalyse Kiel IV ist ein leistungsstarkes Werkzeug für die Herstellung wertvoller fossiler Proben wie Porosen. Nur etwa 20 µg Carbonatproben sind erforderlich und die Analysegenauigkeit von δ13C und δ18O beträgt 0,04 ‰ und 0,08 ‰. Kiel IV mit regulierbarem Reaktionsraum mit Vakuumpumpung für eine präzise Kontrolle der Reaktionstemperatur; Neue Mikrovolumenkasten entfernen den klebrigen Strom von CO2, der durch Spuren von Carbonatproben erzeugt wird; Zwei unabhängige Reaktionssysteme mit Säuredosierungsventilen für die Probenanalyse mit hohem Durchfluss sorgen für eine genaue Analyse von hochpräzisen Carbonatproben.
253 Plus IRMS + Kiel IV Carbonatgerät
Schlusswort
Die oben genannten geowissenschaftlichen Fälle zeigen die leistungsstarke Fähigkeit der Isotopen-Technologie als „natürliche Uhr“ und „natürliche Spurmaschinen“, die es uns ermöglichen, die geheimen Nachrichten von Felsen, Fossilien und sogar ganzen Planeten zu entschlüsseln und eine erstaunliche Geschichte über die Vergangenheit der Erde zu erzählen.
SymerFly ist ein führender Marktführer für wissenschaftliche Instrumente, der alle Wissenschaftler und Forscher auf der ganzen Welt mit Werkzeugen zur wissenschaftlichen Forschung versorgt und sich darauf freut, in der Zukunft weitere Rätsel der Erde für die Menschheit zu lösen.
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